CN112542061B - 基于车联网的借道超车控制方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents

基于车联网的借道超车控制方法、装置、系统及存储介质 Download PDF

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Abstract

本说明书实施例公开一种基于车联网的借道超车控制方法、装置、系统及存储介质，该方法包括：当接收到超车请求时，获取车辆行驶信息；根据车辆行驶信息，判断超车行为是否存在碰撞风险，碰撞风险是基于车辆行驶信息在第一车辆在超车过程中是否与第二车辆、第三车辆发生碰撞的预测结果确定的；若存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险，反之则执行超车操作。上述方案中，能够在执行超车之前，通过获取的车辆行驶信息进行判断，并基于判断结果确定是否执行超车操作，这样可以在超车行为执行之前进行安全性的分析，避免了在超车过程中执行超车控制时可能存在的碰撞风险，提高了驾驶的安全性。

Description

基于车联网的借道超车控制方法、装置、系统及存储介质
技术领域
本说明书实施例涉及汽车技术领域，尤其涉及一种基于车联网的借道超车控制方法、装置、系统及存储介质。
背景技术
随着车联网技术的不断发展，车与车、车与路基设施、车与人、以及车与云的通讯技术也随之发展。在此基础上，智能辅助驾驶乃至智能驾驶技术已成为可能。由于在很多情况下，车辆在行驶过程中为了超越前方车辆可能需要变道至相邻的迎面车道中进行超车，也就是借道超车，在这个过程中，可能会与迎面车道迎面行驶的车辆发生碰撞事故，同时在借道超车的过程中也可能存在与被超车辆发生剐蹭的情况，因此如何通过智能控制技术对借道超车进行有效的控制成为领域内专家研究的重点。
目前，在现有技术中，往往是在驾驶员将车辆驾驶到迎面车道后，根据采集到的车辆的加速度进行对此，并依据对比结果进行决策，以确定当前超车行为能否完全完成。然而，在实际应用中，依照目前的借道超车控制方式执行时，确定车辆能否完成超车是在已经变道至迎面车道后执行的，也就是说现有技术在执行借道超车控制时，其控制过程是在车辆已经进行超车操作的过程中进行的，而实际上无论决策结果如何，都可能存在决策过程中发生碰撞的风险，因此，现有的借道超车控制方式，仍存在发生碰撞风险的可能，影响驾驶员的生命安全。
发明内容
本说明书实施例提供及一种基于车联网的借道超车控制方法、装置、系统及存储介质。
第一方面，本说明书实施例提供一种基于车联网的借道超车控制方法，所述方法包括：
当接收到超车请求时，获取车辆行驶信息，其中，所述车辆行驶信息包括第一车辆行驶信息，第二车辆行驶信息以及第三车辆行驶信息；所述第一车辆为本车车辆，所述第二车辆为与本车车辆同一道路上的前车车辆群体中整个超车过程最后被超越的车辆，所述第三车辆为与本车车辆相邻道路的迎面行驶车辆；
根据所述车辆行驶信息，判断超车行为是否存在碰撞风险，所述碰撞风险是基于车辆行驶信息在第一车辆在超车过程中是否与第二车辆、第三车辆发生碰撞的预测结果确定的；
若存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险，反之则执行超车操作。
可选的，所述车辆行驶信息包括第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息以及第三车辆行驶信息；
其中，所述第一车辆行驶信息包括第一车辆初始车速、第一车辆初始加速度、第一车辆车长；
所述第二车辆行驶信息包括第二车辆初始车速、第二车辆初始加速度、第二车辆车长以及同向车距，所述同向车距为第一车辆与第二车辆之间的距离；
所述第三车辆行驶信息包括第三车辆初始速度、第三车辆初始加速度以及迎面车距，所述迎面车距为第一车辆与第三车辆之间的距离。
可选的，所述超车行为包括变道阶段、超车阶段及变道回归阶段，所述变道阶段为所述第一车辆从当前道路变换至所述第三车辆所在道路的阶段，所述超车阶段为第一车辆在变道后加速并超过所述第二车辆的阶段，所述变道回归阶段为所述第一车辆变道至第二车辆所在道路的阶段；
所述根据所述车辆行驶信息，判断超车行为是否存在碰撞风险包括：
根据所述车辆行驶信息，判断所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中是否存在碰撞风险；
所述若存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险，反之则执行超车操作，包括：
若所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中任意一个阶段存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险；
若所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中均未存在碰撞风险，则执行超车操作。
可选的，所述根据所述车辆行驶信息，判断所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中是否存在碰撞风险包括：
根据侧向行驶距离及预设变道公式，计算变道时间，所述侧向行驶距离是根据道路宽度确定的；
根据所述变道时间、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息及第三车辆行驶信息，分别计算出第一车辆的变道阶段正向行驶距离、第二车辆行的变道阶段行驶距离以及第三车辆的变道阶段行驶距离；
当所述第一车辆的变道阶段正向行驶距离小于所述第二车辆行的变道阶段行驶距离与同向车距之和，并且所述第一车辆的变道阶段正向行驶距离与所述第三车辆的变道阶段行驶距离之和小于所述迎面车距时，确定所述第一车辆在变道阶段未存在碰撞风险；反之，则确定所述第一车辆在变道阶段存在碰撞风险。
可选的，所述根据所述车辆行驶信息，判断所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中是否存在碰撞风险包括：
从所述第一车辆所在道路中的前方车辆中确定第二车辆，并根据用户预设的超车车速设置信息，确定超车车速；
根据所述预设超车关系、超车车速、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息计算所述第一车辆的超车时间，所述超车时间为所述第一车辆在超车阶段的时长；
根据所述超车时间、第一车辆行驶信息及第三车辆行驶信息分别计算所述第一车辆的超车阶段行驶距离及第三车辆的超车阶段行驶距离；
当所述第一车辆的超车阶段正向行驶距离与第三车辆的超车阶段正向行驶距离未超过所述迎面车距，确定第一车辆在超车阶段未存在碰撞风险；反之，则确定第一车辆在超车阶段存在碰撞风险。
可选的，当所述第一车辆在超车阶段车速未达到所述超车车速时，所述根据所述预设超车关系、超车车速、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息计算所述第一车辆的超车时间包括；
根据所述第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息通过第一公式组计算所述超车时间，所述第一公式组包括：
Figure GDA0003640798050000031
其中，所述vA为第一车辆初始车速、T1为超车时间，aA为第一车辆初始加速度，t1变道阶段时长，vCn-1为第二车辆初始车速，aCn-1为第二车辆初始加速度，t2为第一车辆从变道阶段开始到超车阶段结束的时间，s2A为第一车辆的行驶距离，s2Cn-1为第二车辆的行驶距离，Δsn-1为同向车距，LA为第一车辆车长，LCn-1为第二车辆车长。
当所述第一车辆在超车阶段完成前车速达到所述超车车速时，所述根据所述预设超车关系、超车车速、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息计算所述第一车辆的超车时间包括；
根据所述超车车速、第一车辆初始车速、第一车辆初始加速度计算车速提升时间，所述车速提升时间为第一车辆在超车时间中基于初始车速达到超车车速的时长；
根据所述第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息以及车速提升时间，通过第二公式组计算所述超车时间，所述第二公式组包括：
Figure GDA0003640798050000041
其中，所述vA为第一车辆初始车速、T1为超车时间，aA为第一车辆初始加速度，t1变道阶段时长，vCn-1为第二车辆初始车速，aCn-1为第二车辆初始加速度，t2为第一车辆从变道阶段开始到超车阶段结束的时间，s2A为第一车辆的行驶距离，s2Cn-1为第二车辆的行驶距离，Δsn-1为同向车距，LA为第一车辆车长，LCn-1为第二车辆车长，tcomfort为车速提升时间。
可选的，所述根据所述车辆行驶信息，判断所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中是否存在碰撞风险包括：
根据变道回归时间以及第一车辆行驶信息及第三车辆行驶信息，分别计算出第一车辆的变道回归阶段正向行驶距离及第三车辆的变道回归阶段正向行驶距离，所述变道回归时间是根据侧向行驶速度和侧向行驶距离及预设变道公式计算出的；
当所述第一车辆的变道回归阶段正向行驶距离及第三车辆的变道回归阶段正向行驶距离之和未超过所述迎面车距，确定所述第一车辆在变道回归阶段未存在碰撞风险；反之，则确定所述第一车辆在变道回归阶段存在碰撞风险。
第二方面，本说明书实施例提供了一种基于车联网的借道超车控制装置，包括：
获取单元，用于当接收到超车请求时，获取车辆行驶信息，其中，所述车辆行驶信息包括第一车辆行驶信息，第二车辆行驶信息以及第三车辆行驶信息；所述第一车辆为本车车辆，所述第二车辆为与本车车辆同一道路上的前车车辆，所述第三车辆为与本车车辆相邻道路的迎面行驶车辆；
判断单元，用于根据所述车辆行驶信息，判断超车行为是否存在碰撞风险，所述碰撞风险是基于车辆行驶信息在第一车辆在超车过程中是否与第二车辆、第三车辆发生碰撞的预测结果确定的；
执行单元，用于若存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险，反之则执行超车操作。
可选的，所述车辆行驶信息包括第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息以及第三车辆行驶信息；
其中，所述第一车辆行驶信息包括第一车辆初始车速、第一车辆初始加速度、第一车辆车长；
所述第二车辆行驶信息包括第二车辆初始车速、第二车辆初始加速度、第二车辆车长以及同向车距，所述同向车距为第一车辆与第二车辆之间的距离；
所述第三车辆行驶信息包括第三车辆初始速度、第三车辆初始加速度以及迎面车距，所述迎面车距为第一车辆与第三车辆之间的距离；
所述超车行为包括变道阶段、超车阶段及变道回归阶段，所述变道阶段为所述第一车辆从当前道路变换至所述第三车辆所在道路的阶段，所述超车阶段为第一车辆在变道后加速并超过所述第二车辆的阶段，所述变道回归阶段为所述第一车辆变道至第二车辆所在道路的阶段。
可选的，所述判断单元，具体用于根据所述车辆行驶信息，判断所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中是否存在碰撞风险；
所述执行单元，包括：
输出模块，用于若所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中任意一个阶段存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险；
执行模块，用于若所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中均未存在碰撞风险，则执行超车操作。
可选的，所述判断单元包括：
第一计算模块，用于根据侧向行驶距离及预设变道公式，计算变道时间，所述侧向行驶距离是根据道路宽度确定的；
第二计算模块，用于根据所述变道时间、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息及第三车辆行驶信息，分别计算出第一车辆的变道阶段正向行驶距离、第二车辆行的变道阶段行驶距离以及第三车辆的变道阶段行驶距离；
第一确定模块，用于当所述第一车辆的变道阶段正向行驶距离小于所述第二车辆行的变道阶段行驶距离与同向车距之和，并且所述第一车辆的变道阶段正向行驶距离与所述第三车辆的变道阶段行驶距离之和小于所述迎面车距时，确定所述第一车辆在变道阶段未存在碰撞风险；反之，则确定所述第一车辆在变道阶段存在碰撞风险。
可选的，所述判断单元包括：
车辆确定模块，用于从所述第一车辆所在道路中的前方车辆中确定第二车辆，并根据用户预设的超车车速设置信息，确定超车车速；
第三计算模块，用于根据所述预设超车关系、超车车速、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息计算所述第一车辆的超车时间，所述超车时间为所述第一车辆在超车阶段的时长；
第四计算模块，用于根据所述超车时间、第一车辆行驶信息及第三车辆行驶信息分别计算所述第一车辆的超车阶段行驶距离及第三车辆的超车阶段行驶距离；
第二确定模块，用于当所述第一车辆的超车阶段正向行驶距离与第三车辆的超车阶段正向行驶距离未超过所述迎面车距，确定第一车辆在超车阶段未存在碰撞风险；反之，则确定第一车辆在超车阶段存在碰撞风险。
可选的，当所述第一车辆在超车阶段车速未达到所述超车车速时，所述第三计算模块，具体用于根据所述第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息通过第一公式组计算所述超车时间，所述第一公式组包括：
Figure GDA0003640798050000061
其中，所述vA为第一车辆初始车速、T1为超车时间，aA为第一车辆初始加速度，t1变道阶段时长，vCn-1为第二车辆初始车速，aCn-1为第二车辆初始加速度，t2为第一车辆从变道阶段开始到超车阶段结束的时间，s2A为第一车辆的行驶距离，s2Cn-1为第二车辆的行驶距离，Δsn-1为同向车距，LA为第一车辆车长，LCn-1为第二车辆车长。
当所述第一车辆在超车阶段完成前车速达到所述超车车速时，所述第三计算模块包括；
第一计算子模块，用于根据所述超车车速、第一车辆初始车速、第一车辆初始加速度计算车速提升时间，所述车速提升时间为第一车辆在超车时间中基于初始车速达到超车车速的时长；
第二计算子模块，用于根据所述第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息以及车速提升时间，通过第二公式组计算所述超车时间，所述第二公式组包括：
Figure GDA0003640798050000062
其中，所述vA为第一车辆初始车速、T1为超车时间，aA为第一车辆初始加速度，t1变道阶段时长，vCn-1为第二车辆初始车速，aCn-1为第二车辆初始加速度，t2为第一车辆从变道阶段开始到超车阶段结束的时间，s2A为第一车辆的行驶距离，s2Cn-1为第二车辆的行驶距离，Δsn-1为同向车距，LA为第一车辆车长，LCn-1为第二车辆车长，tcomfort为车速提升时间。
可选的，所述判断单元包括：
第五计算模块，用于根据变道回归时间以及第一车辆行驶信息及第三车辆行驶信息，分别计算出第一车辆的变道回归阶段正向行驶距离及第三车辆的变道回归阶段正向行驶距离，所述变道回归时间是根据侧向行驶速度和侧向行驶距离及预设变道公式计算出的；
第三确定模块，用于当所述第一车辆的变道回归阶段正向行驶距离及第三车辆的变道回归阶段正向行驶距离之和未超过所述迎面车距，确定所述第一车辆在变道回归阶段未存在碰撞风险；反之，则确定所述第一车辆在变道回归阶段存在碰撞风险。
第三方面，本说明书实施例提供一种基于车联网的借道超车控制系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行上述任一项所述方法的步骤。
第四方面，本说明书实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
本说明书实施例有益效果如下：
本说明书实施例中，上述基于车联网的借道超车控制的方法、装置、系统及存储介质，能够当接收到超车请求时，获取车辆行驶信息，其中，所述车辆行驶信息包括第一车辆行驶信息，第二车辆行驶信息以及第三车辆行驶信息；所述第一车辆为本车车辆，所述第二车辆为与本车车辆同一道路上的前车车辆，所述第三车辆为与本车车辆相邻道路的迎面行驶车辆；根据所述车辆行驶信息，判断超车行为是否存在碰撞风险，所述碰撞风险是基于车辆行驶信息在第一车辆在超车过程中是否与第二车辆、第三车辆发生碰撞的预测结果确定的；若存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险，反之则执行超车操作，本说明书所述的方法能够在执行超车之前，通过获取的车辆行驶信息进行判断，并基于判断结果确定是否执行超车操作，这样实现了在借道超车控制时执行超车行为之前能否发生碰撞风险的预判，与现有技术相比，可以在超车行为执行之前进行安全性的分析，避免了在超车过程中执行超车控制时可能存在的碰撞风险，提高了驾驶的安全性。并且，由于本说明书所记载的方法是基于车联网获取的车辆行驶信息执行的，车辆间的距离都是实时数据，避免了现有技术按照安全距离进行超车分析时带来的误差，继而提高了借道超车控制过程中的准确性，可进一步保障了超车车辆的安全性。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本说明书的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本说明书实施例第一方面提供的一种基于车联网的借道超车控制方法流程图；
图2-a、2-b、2-c、及2-d分别为对应本说明书实施例第一方面提供的一种基于车联网的借道超车控制方法在执行过程中示意图；
图3为本说明书实施例第二方面提供的基于车联网的借道超车控制装置的示意图；
图4为本说明书实施例第二方面提供的另一种基于车联网的借道超车控制装置的示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本说明书实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书实施例技术方案的详细的说明，而不是对本说明书技术方案的限定，在不冲突的情况下，本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
具体的，第一方面，本发明实施例提供了一种基于车联网的借道超车控制方法，其具体实施过程可如图1所示，该方法包括以下步骤：
101、当接收到超车请求时，获取车辆行驶信息。
其中，所述车辆行驶信息包括第一车辆行驶信息，第二车辆行驶信息以及第三车辆行驶信息；所述第一车辆为本车车辆，所述第二车辆为与本车车辆同一道路上的前车车辆，所述第三车辆为与本车车辆相邻道路的迎面行驶车辆。
102、根据所述车辆行驶信息，判断超车行为是否存在碰撞风险。
其中，所述碰撞风险是基于车辆行驶信息在第一车辆在超车过程中是否与第二车辆、第三车辆发生碰撞的预测结果确定的。
103、若存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险，反之则执行超车操作。
本说明书实施例中，通过上述方式执行借道超车控制时，由于超车请求实际上是驾驶员要执行超车行驶之前触发的，因此，上述判断及基于判断结果执行后续操作的过程实际上都是本车车辆在超车之前预先执行的，这样就使得在整个判断过程中车辆仍处于原车道上行驶，能够避免超车控制过程中的碰撞风险。
在步骤101中，其车辆行驶信息包括的第一车辆、第二车辆以及第三车辆分别代表了整个借道超车中的三类车辆。首先，第一车辆即本车车辆，也就是驾驶员驾驶的车辆，第二车辆则可以理解为驾驶员驾驶的车辆之前的同一车道上的其他车辆，在此对于该第二车辆并不仅限于一个车辆，实际上可以理解为本车车辆之前的同一车道上的多个车辆形成的前车车辆组，在此第二车辆仅指代具有这种属性的车辆。同时，所述第三车辆则是本车车辆需要借道的道路中的迎面行驶的车辆，该第三车辆也是在借道超车中最容易发生碰撞风险的车辆。并且，所述车辆行驶信息不仅可以包括上述步骤101中所记载的内容，还可以根据需要获取其他的相关信息，例如刹车信息、车辆信号灯状态等。
进一步的，在上述实施例中，所述车辆行驶信息具体内容可以按照车辆分为三个，其中包括：第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息以及第三车辆行驶信息；其中，所述第一车辆行驶信息包括第一车辆初始车速、第一车辆初始加速度、第一车辆车长；所述第二车辆行驶信息包括第二车辆初始车速、第二车辆初始加速度、第二车辆车长以及同向车距，所述同向车距为第一车辆与第二车辆之间的距离；所述第三车辆行驶信息包括第三车辆初始速度、第三车辆初始加速度以及迎面车距，所述迎面车距为第一车辆与第三车辆之间的距离。其中，第一车辆、第二车辆以及第三车辆的初始加速度均可以理解为在本实施例所述的借道超车控制方法执行前这三种车辆当时的加速度，同理，所述初始车速也为本实施例所述的借道超车控制方法执行前三种车辆当时的速度。
进一步的，实际应用中，由于车辆在借道超车的过程中是由第一车辆所在的道路变道至第三车辆所在的道路，然后加速超过第二车辆，并在超过第二车辆后变道回归至第二车辆所在的道路(此时第一车辆回归至借道超车前的原道路，且已经在第二车辆的前方)，从而完成超车，而在这个过程中，无论是变道、加速超车或者变道回归的过程均可能存在碰撞的可能，因此，在本实施例中，可以将超车行为定义为三个阶段，具体的，所述超车行为包括变道阶段、超车阶段及变道回归阶段，所述变道阶段为所述第一车辆从当前道路变换至所述第三车辆所在道路的阶段，所述超车阶段为第一车辆在变道后加速并超过所述第二车辆的阶段，所述变道回归阶段为所述第一车辆变道至第二车辆所在道路的阶段。
这样，通过第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息以及第三车辆的行驶信息的获取，能够为后续的碰撞风险判断提供判断的数据基础，并且通过将超车行为分成变道阶段、超车阶段以及变道回归阶段，能够使后续判断时，分阶段进行判断，使判断过程更为精细化，进一步提高了判断结果的准确性，从而提高了后续借道超车控制的安全性。
进一步的，如前述实施例所述，在实际操作过程中，所述根据所述车辆行驶信息，判断超车行为是否存在碰撞风险的具体过程可以具体为：根据所述车辆行驶信息，判断所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中是否存在碰撞风险；
所述若存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险，反之则执行超车操作，可按下述两种结果执行，其中包括：
若所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中任意一个阶段存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险；
若所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中均未存在碰撞风险，则执行超车操作。
这样，通过在判断过程中分别确定每个阶段是否存在碰撞风险，并在确定全都不存在风险的情况下允许执行借道超车，而当其中任意一个阶段存在碰撞风险则提示用户超车的风险，可以确保在借道超车的控制过程中能够避免因任意一个阶段可能带来的风险而影响整个借道超车的安全性，提高了借道超车控制的准确性。
进一步的，作为上述实施例的具体执行方式，在所述根据所述车辆行驶信息，判断所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中是否存在碰撞风险，可基于不同的阶段分别按照下述任意方面执行。判断变道阶段是否存在碰撞风险包括：
首先，根据侧向行驶距离及预设变道公式，计算变道时间，所述侧向行驶距离是根据道路宽度确定的；
然后，根据所述变道时间、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息及第三车辆行驶信息，分别计算出第一车辆的变道阶段正向行驶距离、第二车辆行的变道阶段行驶距离以及第三车辆的变道阶段行驶距离；
最后，当所述第一车辆的变道阶段正向行驶距离小于所述第二车辆行的变道阶段行驶距离与同向车距之和，并且所述第一车辆的变道阶段正向行驶距离与所述第三车辆的变道阶段行驶距离之和小于所述迎面车距时，确定所述第一车辆在变道阶段未存在碰撞风险；反之，则确定所述第一车辆在变道阶段存在碰撞风险。
以下述示例为例，上述实施例的方法可以参照图2-a及下述描述进行：
车辆A为本车(第一车辆)，车辆C1、C2...Cn为待超越车辆(第二车辆)，车辆B为车辆A在借道超车行驶过程逆向车道上行驶的车辆(第三车辆)。通过每个车辆中内置的惯导装置、全球定位系统等定位装置得到车辆A、车辆B和车辆C1、C2...Cn的位置，随后基于车联网技术，将上述每个车辆的位置在云端进行计算，然后计算出车辆A和车群车C和车辆A和车辆B之间沿着行驶方向的距离分别为Δs1、Δs2...Δsn和Δsab，车群C中车辆Cn-1和车辆Cn之间的距离为ΔsCn-1，初始时刻车辆A的速度(初始速度)和加速度(初始加速度)分别为vA和aA，车辆B的速度和加速度分别为vB和aB，车群C的速度和加速度分别为vCn和aCn。同时，车辆A、车辆B和车群车辆C1、C2...Cn通过终端直连通信方式进行信息交互，配备此终端设备的车辆会周期性不停地广播当前车辆的车辆行驶信息，包括但不限于速度v、加速度a、刹车状态、车辆信号灯状态、车辆长度L、宽度W等。这样在第一车辆需要执行借道超车操作时，可以基于车辆间的通信网络获取本车(第一车辆)之外的其他车辆(第二车辆及第三车辆)的车辆行驶信息。
在变道阶段，先计算出车群C(第二车辆)中任意相邻两车的距离，然后车辆A(第一车辆)经过时间t1为从本车道变到逆向车道上行驶，整个过程中车辆A、车辆B和车辆C1、C2...Cn沿着车道方向行驶的距离分别为s1A、s1B和s1C1、s1C2...s1Cn。由于在实际应用中，根据经验，变道时间一般为3～7秒，通常以较舒适的方式变道时，换到时间约为5秒，并且在整个过程中车辆A和车辆C1以当前时刻的行驶速度和加速度行驶不会放生碰撞，在变道期间，速度变化极小，因此可忽略变道过程中的对车辆的正向速度变化的影响，也就是说变道车辆在侧面方向可以理解为恒速行驶变道。
这样，在第一车辆由当前车道变道至相邻的迎面车道时，可以参考公式(1)的距离公式来计算在变道过程中每个车辆的位移情况。具体的，所述公式(1)为：
Figure GDA0003640798050000111
其中，s1A为车辆A沿着车道方向行驶的距离(第一车辆的变道阶段正向行驶距离)，s1B为车辆B沿着车道方向行驶的距离(第三车辆的变道阶段行驶距离)和s1C1车辆C1沿着车道方向行驶的距离(第二车辆行的变道阶段行驶距离)，t1为基于预设变道公式计算出的变道时间。
在得到每个车辆在变道阶段的行驶距离后，则可以参考公式(2)判断上述过程是否会发生碰撞，其中，基于碰撞可能是第一车辆与第二车辆之间发生碰撞，也可以是第一车辆与第三车辆发生的，因此公式(2)中t1时间在借道超车的变道阶段上不发生碰撞的条件为：
Figure GDA0003640798050000112
其中，若满足上述公式(2)的条件，则确定第一车辆在变道阶段不会发生碰撞，即未存在碰撞风险；反之，则确定存在碰撞风险。
在上述实例中，其执行过程是正向行驶距离和侧向行驶之间的影响可忽略的情况下计算的，在此，为了说明侧向行驶对正向行驶的影响较小至可忽略的成因，具体可参照下述示例及图2-b所示，具体的：
首先设置变道行驶模型：车辆A在变道行驶过程中并不是沿着车道中心线行驶，变道的侧向加速度模型可以用多项式函数表示，所以设侧向加速度模型参考公式(3)为：
Figure GDA0003640798050000121
式中：{k1，k2，k3}为多项式系数；t0为变道初始时刻设为0；tn为变道结束时间。
车辆的侧向速度和侧向位移，即公式(4)和公式(5)：
Figure GDA0003640798050000122
Figure GDA0003640798050000123
基于多项式的轨迹规划可以很好的模拟车辆的变道轨迹，本实施例选取基于多项式的行驶轨迹预测方法，变道场景模型搭建前提如下：
1、考虑到车辆变道时保持安全性和舒适性，且变道持续时间较短，一般为5s左右，在变道期间，速度变化较小，忽略变道过程中的速度变化，变道车辆以恒速行驶；
2、变道过程中，变道车辆纵向运动与横向运动相对独立。
如图2-b中所示，以车辆变道t0初始时刻位置为原点，以平行于当前车道中心线的速度为vx，车垂直于车道中心线的速度为vy。本文选择含有6个参数的五次多项式分别描述纵向和侧向轨迹，车辆变道轨迹函数式可表示为以下公式组(6)：
Figure GDA0003640798050000124
式中：p0～p5，q0～q5，皆为多项式待求系数。
这样，通过上述公式(6)可知，车辆在变道t0初始时刻时的状态参数为
Figure GDA0003640798050000125
分别表示车辆的纵向坐标、纵向速度、纵向加速度、侧向坐标、侧向速度和侧向加速度，变道结束时刻tn时的状态参数为
Figure GDA0003640798050000126
其中车辆在t0时刻的状态参数可由车载传感器获得，tn时刻的状态参数由道路条件约束以及优化函数决定。
车辆在变道初始时刻，车辆质心为坐标原点，车辆沿车道中心线运动此时应满足以下公式组(7)：
Figure GDA0003640798050000127
联立式(6)与(7)可得以下公式组(8)：
Figure GDA0003640798050000131
经过时间tn后车辆完成变道，在变道结束时刻车辆应满足车辆航向角为0，车辆沿车道中心线行驶，则式(6)应满足以下公式组(9)：
Figure GDA0003640798050000132
联立式(6)与(9)可得以下公式组(10)：
Figure GDA0003640798050000133
式中：sx(tf)＝v*tf为第一车辆完成变道时的纵向行驶位移；sy(tf)为完成变道时的侧向行驶位移；tf为完成变道所需时间，即变道时间。
联立式(6)、(8)与(10)可求得变道轨迹函数(11)：
Figure GDA0003640798050000134
对式(11)分析可知，式中只有变道时间tf和侧向行驶位移sy(tf)是未知量，其中侧向行驶位移sy(tf)由车辆质心与目标车道中心线的距离决定，根据道路宽度标准本实施例在选取3.75m情况下，变道时间tf的取值将决定变道轨迹的形状，变道轨迹的形状对对车辆的动力学特性(舒适性、安全性、行驶效率等)以及轨迹的可跟踪性有很大影响。当为第一车辆变道侧向位移sy(tf)为3.75m，车速v取20m/s，tf分别取4s、5s、6s时，对变道轨迹函数进行分析，其分析结果可以如2-b中的后两个图所示。
由图2-b可见，变道过程中车辆A行驶速度垂直于行驶方向的分量比较小，在借道超车的过程中可以忽略不计，可认为沿着车道中心方向行驶速度为本车的速度。
进一步的，对于上述实施例，在判断超车阶段时是否存在碰撞风险时，其过程为：
首先，从所述第一车辆所在道路中的前方车辆中确定第二车辆，并根据用户预设的超车车速设置信息，确定超车车速；
然后，根据所述预设超车关系、超车车速、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息计算所述第一车辆的超车时间，所述超车时间为所述第一车辆在超车阶段的时长；
之后，根据所述超车时间、第一车辆行驶信息及第三车辆行驶信息分别计算所述第一车辆的超车阶段行驶距离及第三车辆的超车阶段行驶距离；
最后，当所述第一车辆的超车阶段正向行驶距离与第三车辆的超车阶段正向行驶距离未超过所述迎面车距，确定第一车辆在超车阶段未存在碰撞风险；反之，则确定第一车辆在超车阶段存在碰撞风险。
这样，通过在超车阶段对第一车辆、第三车辆的行驶距离进行分析，能够确保在借道超车时，判断在超车阶段是否会出现碰撞的预判，从而确保了整体的借道超车的控制的安全性。
进一步的，在实际操作中，由于超车阶段可能存在两种情况，一种是第一车辆在超车过程中一直处于加速状态，另一种则是可能在整个超车过程中开始的一段时间是加速，随后达到一定速度后保持该速度完成超车，因此，对于上述两种情况，上述实施例中确定超车时间可以分别按照不同的方式执行：
方式一、当所述第一车辆在超车阶段车速未达到所述超车车速时，所述根据所述预设超车关系、超车车速、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息计算所述第一车辆的超车时间包括；
根据所述第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息通过第一公式组计算所述超车时间，所述第一公式组包括：
Figure GDA0003640798050000141
其中，所述vA为第一车辆初始车速、T1为超车时间，aA为第一车辆初始加速度，t1变道阶段时长，vCn-1为第二车辆初始车速，aCn-1为第二车辆初始加速度，t2为第一车辆从变道阶段开始到超车阶段结束的时间，s2A为第一车辆的行驶距离，s2Cn-1为第二车辆的行驶距离，Δsn-1为同向车距，LA为第一车辆车长，LCn-1为第二车辆车长。
方式二、当所述第一车辆在超车阶段完成前车速达到所述超车车速时，所述根据所述预设超车关系、超车车速、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息计算所述第一车辆的超车时间包括；
根据所述超车车速、第一车辆初始车速、第一车辆初始加速度计算车速提升时间，所述车速提升时间为第一车辆在超车时间中基于初始车速达到超车车速的时长；
根据所述第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息以及车速提升时间，通过第二公式组计算所述超车时间，所述第二公式组包括：
Figure GDA0003640798050000151
其中，所述vA为第一车辆初始车速、T1为超车时间，aA为第一车辆初始加速度，t1变道阶段时长，vCn-1为第二车辆初始车速，aCn-1为第二车辆初始加速度，t2为第一车辆从变道阶段开始到超车阶段结束的时间，s2A为第一车辆的行驶距离，s2Cn-1为第二车辆的行驶距离，Δsn-1为同向车距，LA为第一车辆车长，LCn-1为第二车辆车长，tcomfort为车速提升时间。
这样，通过分析两种加速情况，能够确保基于不同的情况分别计算出对应的加速时间，可以确保加速时间的计算的准确性，为后续就该加速时间确定第一车辆、第三车辆的速度的准确性奠定基础，从而确保了基于行驶距离的碰撞判断结果的准确性。
作为上述超车阶段的示例，本实施例还提供了下述具体的执行过程，如图2-c所示。在本阶段中，首先需要搜选出待超越车辆Cn-1(即确定第二车辆中哪一个是需要具体超车的车辆)。同时，为确保驾驶安全性和舒适性，驾驶员可以根据自己驾驶习惯提前设置自身喜欢的行驶速度vcomfort，一般来说这个行驶速度可能并非是超过前方全部车辆的，即vCn≥vcomfort＞vCn-1(车辆Cn有可能不存在)。车载控制系统会根据驾驶员提前设置指令，控制车辆按这个车速在超车过程中行驶，即整个驾驶过程为驾驶员以当前车速匀速环道到逆向车道，然后再匀加速到设置好的车速，一般来说，当第一车辆加速度大于4m/s2时，车辆中的驾驶员会有明显的不适感；而当加速度在2m/s2以下时，驾驶员几乎感受不到速度的变化。那么同时考虑舒适性及减少误报率，本文选取折中的3m/s2作为舒适加速度aA的值，最后匀速变回到原车道。车辆A经过时间T1从逆向行驶车道超越车辆Cn-1。假设从开始总共经过时间t2车辆A超越车辆C1。整个t2时间过程，整个过程中车辆A(第一车辆)、车辆B(第二车辆)和车辆C1(第三车辆)沿着车道方向行驶的距离分别为s2A、s2B和s2C1。
此时假设车辆A经过时间t1匀速变道到逆向行驶车道，此时车辆A的速度为由车辆A的初始速度在该时间后变为v′A，同理车辆B和车辆C的速度也有开始的初始速度随加速度作用下变化，其中，车辆B的速度为v′B，车群C的速度分别为v′C1v′C2...vCn，计算参考以下公式组(12)。
Figure GDA0003640798050000152
车辆A经过时间T1超越车辆Cn-1，此时总共经过了时间t2，车辆A的速度为v″A，这时，超车阶段可能存在两种情况，第一种情况是超车过程中一直处于匀加速，此时可以参考以下公式组(13)，而第二种情况是先加速再匀速，参考以下公式组(14)。
其中，A车辆在变化过程中，其车速也由开始的初始速度vA变化成超车速度vcomfort。具体为：vA+aA*tcomfort＝vcomfort；
Figure GDA0003640798050000161
若tconfort＞T1，则车辆A超车过程中一直处于加速，否则为先加速再匀速。
Figure GDA0003640798050000162
基于上述两种情况，最后可确定的A车辆的车速分别为：
情况一：v″A＝vA+aA*T1；
情况二：v″A＝vcomfort。
这样，按照下述公式，t1～t2时间在逆向车道上不发生碰撞的条件可以为：
Figure GDA0003640798050000163
进一步的，针对变道回归阶段的是否存在碰撞风险的判断，可以包括：
根据变道回归时间以及第一车辆行驶信息及第三车辆行驶信息，分别计算出第一车辆的变道回归阶段正向行驶距离及第三车辆的变道回归阶段正向行驶距离，所述变道回归时间是根据侧向行驶速度和侧向行驶距离及预设变道公式计算出的；
当所述第一车辆的变道回归阶段正向行驶距离及第三车辆的变道回归阶段正向行驶距离之和未超过所述迎面车距，确定所述第一车辆在变道回归阶段未存在碰撞风险；反之，则确定所述第一车辆在变道回归阶段存在碰撞风险。
由于在本阶段中实际上第一车辆已经超过了第二车辆，因此，在计算过程中无需再考虑第二车辆的碰撞问题，因此，仅可以需要判断第一车辆、第三车辆在整个阶段的过程中的行驶距离是否大于两个原来的迎面车距即可。
作为上述方法的示例，具体的可以如图2-d所示，其操作过程可以为：
其中，变道回归阶段为车辆A(第一车辆)又经过时间T2为从车辆B(第三车辆)行驶的逆向车道上变道到待超越原车道上，假设从开始到回到原车道总共经过时间为t3，整个过程中车辆A和车辆B沿着车道方向行驶的距离分别为s3A和s3B。其中，基于前述实施例的描述可知，由于变道过程中和变道回归过程中均涉及侧向行驶，且侧向行驶不影响正向行驶，因此，在此不再赘述其成因，因此可以基于道路宽度确定变道回归时所需的侧向位移，并以此确定侧向位移的时间。
这样，t2～t3时间在变回原车道上不发生碰撞的条件，参考以下公式组(16)：
Figure GDA0003640798050000171
当符合公式(16)的条件时，则说明第一车辆在借道超车的过程中未与第三车辆相撞，因此能够确保后续可基于该判断结果执行借道超车行为，反之则说明存在碰撞风险，需提醒用户超车存在安全风险。
进一步的，在上述任一项所述的实施例中，还可能存在不存在第三车辆的情况，即当前车辆迎面车道中没有车辆的情况，这时则可以在上述判断过程中仅需要考虑是否会与第二车辆发生碰撞即可。即在上述过程中无需再判断第一车辆与第三车辆的行驶距离之和的过程。另外，当所述第二车辆仅为一个车辆时，即本车车辆之前只有一个车辆的情况下，那么在超车阶段判断过程无需驾驶员输入指令来确定需要超车的哪个车辆，即无需确定第二车辆的过程。
综上所示，本说明书实施例提供了一种基于车联网的借道超车控制方法，能当接收到超车请求时，获取车辆行驶信息，其中，所述车辆行驶信息包括第一车辆行驶信息，第二车辆行驶信息以及第三车辆行驶信息；所述第一车辆为本车车辆，所述第二车辆为与本车车辆同一道路上的前车车辆，所述第三车辆为与本车车辆相邻道路的迎面行驶车辆；根据所述车辆行驶信息，判断超车行为是否存在碰撞风险，所述碰撞风险是基于车辆行驶信息在第一车辆在超车过程中是否与第二车辆、第三车辆发生碰撞的预测结果确定的；若存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险，反之则执行超车操作，本说明书所述的方法能够在执行超车之前，通过获取的车辆行驶信息进行判断，并基于判断结果确定是否执行超车操作，这样实现了在借道超车控制时执行超车行为之前能否发生碰撞风险的预判，与现有技术相比，可以在超车行为执行之前进行安全性的分析，避免了在超车过程中执行超车控制时可能存在的碰撞风险，提高了驾驶的安全性。并且，由于本说明书所记载的方法是基于车联网获取的车辆行驶信息执行的，车辆间的距离都是实时数据，避免了现有技术按照安全距离进行超车分析时带来的误差，继而提高了借道超车控制过程中的准确性，可进一步保障了超车车辆的安全性。
第二方面，基于上述所述方法的同一发明构思，本说明书实施例提供一种基于车联网的借道超车控制装置，其实现的功能和效果如前述第一方面所述的方法，具体的，请参考图3，该装置包括：
获取单元21，可以用于当接收到超车请求时，获取车辆行驶信息，其中，所述车辆行驶信息包括第一车辆行驶信息，第二车辆行驶信息以及第三车辆行驶信息；所述第一车辆为本车车辆，所述第二车辆为与本车车辆同一道路上的前车车辆，所述第三车辆为与本车车辆相邻道路的迎面行驶车辆；
判断单元22，可以用于根据所述获取单元21获取的车辆行驶信息，判断超车行为是否存在碰撞风险，所述碰撞风险是基于车辆行驶信息在第一车辆在超车过程中是否与第二车辆、第三车辆发生碰撞的预测结果确定的；
执行单元23，可以用于若判断单元22判断存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险，反之则执行超车操作。
可选的，如图4所示，所述车辆行驶信息包括第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息以及第三车辆行驶信息；
其中，所述第一车辆行驶信息包括第一车辆初始车速、第一车辆初始加速度、第一车辆车长；
所述第二车辆行驶信息包括第二车辆初始车速、第二车辆初始加速度、第二车辆车长以及同向车距，所述同向车距为第一车辆与第二车辆之间的距离；
所述第三车辆行驶信息包括第三车辆初始速度、第三车辆初始加速度以及迎面车距，所述迎面车距为第一车辆与第三车辆之间的距离；
所述超车行为包括变道阶段、超车阶段及变道回归阶段，所述变道阶段为所述第一车辆从当前道路变换至所述第三车辆所在道路的阶段，所述超车阶段为第一车辆在变道后加速并超过所述第二车辆的阶段，所述变道回归阶段为所述第一车辆变道至第二车辆所在道路的阶段。
可选的，如图4所示，所述判断单元22，可以具体用于根据所述车辆行驶信息，判断所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中是否存在碰撞风险；
所述执行单元23，包括：
输出模块231，可以用于若所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中任意一个阶段存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险；
执行模块232，可以用于若所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中均未存在碰撞风险，则执行超车操作。
可选的，如图4所示，所述判断单元22包括：
第一计算模块221，可以用于根据侧向行驶距离及预设变道公式，计算变道时间，所述侧向行驶距离是根据道路宽度确定的；
第二计算模块222，可以用于根据所述第一计算模块221计算的变道时间、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息及第三车辆行驶信息，分别计算出第一车辆的变道阶段正向行驶距离、第二车辆行的变道阶段行驶距离以及第三车辆的变道阶段行驶距离；
第一确定模块223，可以用于当所述第二计算模块222计算的第一车辆的变道阶段正向行驶距离小于所述第二车辆行的变道阶段行驶距离与同向车距之和，并且所述第一车辆的变道阶段正向行驶距离与所述第三车辆的变道阶段行驶距离之和小于所述迎面车距时，确定所述第一车辆在变道阶段未存在碰撞风险；反之，则确定所述第一车辆在变道阶段存在碰撞风险。
可选的，如图4所示，所述判断单元22包括：
车辆确定模块224，可以用于从所述第一车辆所在道路中的前方车辆中确定第二车辆，并根据用户预设的超车车速设置信息，确定超车车速；
第三计算模块225，可以用于根据所述预设超车关系、车辆确定模块224确定的超车车速、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息计算所述第一车辆的超车时间，所述超车时间为所述第一车辆在超车阶段的时长；
第四计算模块226，可以用于根据所述第三计算模块225计算的超车时间、第一车辆行驶信息及第三车辆行驶信息分别计算所述第一车辆的超车阶段行驶距离及第三车辆的超车阶段行驶距离；
第二确定模块227，可以用于当所述第四计算模块226计算的第一车辆的超车阶段正向行驶距离与第三车辆的超车阶段正向行驶距离未超过所述迎面车距，确定第一车辆在超车阶段未存在碰撞风险；反之，则确定第一车辆在超车阶段存在碰撞风险。
可选的，如图4所示，当所述第一车辆在超车阶段车速未达到所述超车车速时，所述第三计算模块225，可以具体用于根据所述第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息通过第一公式组计算所述超车时间，所述第一公式组包括：
Figure GDA0003640798050000191
其中，所述vA为第一车辆初始车速、T1为超车时间，aA为第一车辆初始加速度，t1变道阶段时长，vCn-1为第二车辆初始车速，aCn-1为第二车辆初始加速度，t2为第一车辆从变道阶段开始到超车阶段结束的时间，s2A为第一车辆的行驶距离，s2Cn-1为第二车辆的行驶距离，Δsn-1为同向车距，LA为第一车辆车长，LCn-1为第二车辆车长。
当所述第一车辆在超车阶段完成前车速达到所述超车车速时，所述第三计算模块225包括；
第一计算子模块2251，可以用于根据所述超车车速、第一车辆初始车速、第一车辆初始加速度计算车速提升时间，所述车速提升时间为第一车辆在超车时间中基于初始车速达到超车车速的时长；
第二计算子模块2252，可以用于根据所述第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息以及车速提升时间，通过第二公式组计算所述超车时间，所述第二公式组包括：
Figure GDA0003640798050000201
其中，所述vA为第一车辆初始车速、T1为超车时间，aA为第一车辆初始加速度，t1变道阶段时长，vCn-1为第二车辆初始车速，aCn-1为第二车辆初始加速度，t2为第一车辆从变道阶段开始到超车阶段结束的时间，s2A为第一车辆的行驶距离，s2Cn-1为第二车辆的行驶距离，Δsn-1为同向车距，LA为第一车辆车长，LCn-1为第二车辆车长，tcomfort为车速提升时间。
可选的，如图4所示，所述判断单元22包括：
第五计算模块228，可以用于根据变道回归时间以及第一车辆行驶信息及第三车辆行驶信息，分别计算出第一车辆的变道回归阶段正向行驶距离及第三车辆的变道回归阶段正向行驶距离，所述变道回归时间是根据侧向行驶速度和侧向行驶距离及预设变道公式计算出的；
第三确定模块229，可以用于当所述第四计算模块228计算的第一车辆的变道回归阶段正向行驶距离及第三车辆的变道回归阶段正向行驶距离之和未超过所述迎面车距，确定所述第一车辆在变道回归阶段未存在碰撞风险；反之，则确定所述第一车辆在变道回归阶段存在碰撞风险。
第三方面，基于与前述实施例中基于车联网的借道超车控制方法同样的发明构思，本说明书实施例还提供一种基于车联网的借道超车控制系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前文所述基于车联网的借道超车控制方法的任一方法的步骤。
第四方面，基于与前述实施例中基于车联网的借道超车控制方法的发明构思，本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文所述基于车联网的借道超车控制方法的任一方法的步骤。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的设备。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令设备的制造品，该指令设备实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本说明书的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本说明书范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本说明书进行各种改动和变型而不脱离本说明书的精神和范围。这样，倘若本说明书的这些修改和变型属于本说明书权利要求及其等同技术的范围之内，则本说明书也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种基于车联网的借道超车控制方法，其特征在于，包括：
当接收到超车请求时，获取车辆行驶信息，其中，所述车辆行驶信息包括第一车辆行驶信息，第二车辆行驶信息以及第三车辆行驶信息；所述第一车辆为本车车辆，所述第二车辆为与本车车辆同一道路上的前车车辆群体中整个超车过程最后被超越的车辆，所述第三车辆为与本车车辆相邻道路的迎面行驶车辆；
根据所述车辆行驶信息，判断超车行为是否存在碰撞风险，所述碰撞风险是基于车辆行驶信息在第一车辆在超车过程中是否与第二车辆、第三车辆发生碰撞的预测结果确定的；
若存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险，反之则执行超车操作；
其中，所述车辆行驶信息包括第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息以及第三车辆行驶信息；
其中，所述第一车辆行驶信息包括第一车辆初始车速、第一车辆初始加速度、第一车辆车长；
所述第二车辆行驶信息包括第二车辆初始车速、第二车辆初始加速度、第二车辆车长以及同向车距，所述同向车距为第一车辆与第二车辆之间的距离；
所述第三车辆行驶信息包括第三车辆初始速度、第三车辆初始加速度以及迎面车距，所述迎面车距为第一车辆与第三车辆之间的距离；
所述超车行为包括变道阶段、超车阶段及变道回归阶段，所述变道阶段为所述第一车辆从当前道路变换至所述第三车辆所在道路的阶段，所述超车阶段为第一车辆在变道后加速并超过所述第二车辆的阶段，所述变道回归阶段为所述第一车辆变道至第二车辆所在道路的阶段；
所述根据所述车辆行驶信息，判断超车行为是否存在碰撞风险包括：
根据所述车辆行驶信息，判断所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中是否存在碰撞风险；
所述若存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险，反之则执行超车操作，包括：
若所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中任意一个阶段存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险；
若所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中均未存在碰撞风险，则执行超车操作；
所述根据所述车辆行驶信息，判断所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中是否存在碰撞风险包括：
从所述第一车辆所在道路中的前方车辆中确定第二车辆，并根据用户预设的超车车速设置信息，确定超车车速；
根据预设超车关系、超车车速、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息计算所述第一车辆的超车时间，所述超车时间为所述第一车辆在超车阶段的时长；
根据所述超车时间、第一车辆行驶信息及第三车辆行驶信息分别计算所述第一车辆的超车阶段行驶距离及第三车辆的超车阶段行驶距离；
当所述第一车辆的超车阶段正向行驶距离与第三车辆的超车阶段正向行驶距离未超过所述迎面车距，确定第一车辆在超车阶段未存在碰撞风险；反之，则确定第一车辆在超车阶段存在碰撞风险；
当所述第一车辆在超车阶段车速未达到所述超车车速时，所述根据所述预设超车关系、超车车速、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息计算所述第一车辆的超车时间包括；
根据所述第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息通过第一公式组计算所述超车时间，所述第一公式组包括：
Figure FDA0003640798040000021
其中，所述vA为第一车辆初始车速、T1为超车时间，aA为第一车辆初始加速度，t1变道阶段时长，vCn-1为第二车辆初始车速，aCn-1为第二车辆初始加速度，t2为第一车辆从变道阶段开始到超车阶段结束的时间，s2A为第一车辆的行驶距离，s2Cn-1为第二车辆的行驶距离，Δsn-1为同向车距，LA为第一车辆车长，LCn-1为第二车辆车长；
当所述第一车辆在超车阶段完成前车速达到所述超车车速时，所述根据所述预设超车关系、超车车速、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息计算所述第一车辆的超车时间包括；
根据所述超车车速、第一车辆初始车速、第一车辆初始加速度计算车速提升时间，所述车速提升时间为第一车辆在超车时间中基于初始车速达到超车车速的时长；
根据所述第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息以及车速提升时间，通过第二公式组计算所述超车时间，所述第二公式组包括：
Figure FDA0003640798040000031
其中，所述vA为第一车辆初始车速、T1为超车时间，aA为第一车辆初始加速度，t1变道阶段时长，vCn-1为第二车辆初始车速，aCn-1为第二车辆初始加速度，t2为第一车辆从变道阶段开始到超车阶段结束的时间，s2A为第一车辆的行驶距离，s2Cn-1为第二车辆的行驶距离，Δsn-1为同向车距，LA为第一车辆车长，LCn-1为第二车辆车长，tcomfort为车速提升时间。
2.根据权利要求1所述的基于车联网的借道超车控制方法，其特征在于，所述根据所述车辆行驶信息，判断所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中是否存在碰撞风险包括：
根据侧向行驶距离及预设变道公式，计算变道时间，所述侧向行驶距离是根据道路宽度确定的；
根据变道时间、第一车辆行驶信息、第二车辆行驶信息及第三车辆行驶信息，分别计算出第一车辆的变道阶段正向行驶距离、第二车辆行的变道阶段行驶距离以及第三车辆的变道阶段行驶距离；
当所述第一车辆的变道阶段正向行驶距离小于所述第二车辆行的变道阶段行驶距离与同向车距之和，并且所述第一车辆的变道阶段正向行驶距离与所述第三车辆的变道阶段行驶距离之和小于所述迎面车距时，确定所述第一车辆在变道阶段未存在碰撞风险；反之，则确定所述第一车辆在变道阶段存在碰撞风险。
3.根据权利要求1所述的基于车联网的借道超车控制方法，其特征在于，所述根据所述车辆行驶信息，判断所述第一车辆在变道阶段、超车阶段及变道回归阶段中是否存在碰撞风险包括：
根据变道回归时间以及第一车辆行驶信息及第三车辆行驶信息，分别计算出第一车辆的变道回归阶段正向行驶距离及第三车辆的变道回归阶段正向行驶距离，所述变道回归时间是根据侧向行驶速度和侧向行驶距离及预设变道公式计算出的；
当所述第一车辆的变道回归阶段正向行驶距离及第三车辆的变道回归阶段正向行驶距离之和未超过所述迎面车距，确定所述第一车辆在变道回归阶段未存在碰撞风险；反之，则确定所述第一车辆在变道回归阶段存在碰撞风险。
4.一种用于实现权利要求1-3任一项所述 方法的基于车联网的借道超车控制装置，应用于车载端，其特征在于，包括：
获取单元，用于当接收到超车请求时，获取车辆行驶信息，其中，所述车辆行驶信息包括第一车辆行驶信息，第二车辆行驶信息以及第三车辆行驶信息；所述第一车辆为本车车辆，所述第二车辆为与本车车辆同一道路上的前车车辆群体中整个超车过程最后被超越的车辆，所述第三车辆为与本车车辆相邻道路的迎面行驶车辆；
判断单元，用于根据所述车辆行驶信息，判断超车行为是否存在碰撞风险，所述碰撞风险是基于车辆行驶信息在第一车辆在超车过程中是否与第二车辆、第三车辆发生碰撞的预测结果确定的；
执行单元，用于若存在碰撞风险，则输出提示信息以提示用户超车时存在碰撞风险，反之则执行超车操作。
5.一种基于车联网的借道超车控制系统，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-3任一项所述方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1-3任一项所述方法的步骤。
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